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1、1静电场 2016.05.20第 2 节、库仑定律1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1距离2电量2、库仑定律内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比作用力的方向在两个点电荷的连线上公式：静电力常量 k = 9.0109Nm2/C2适用条件：真空中，点电荷理想化模型【介绍】：（1）关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念容易出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正（2）
2、要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律用矢量求和法求合力利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则【夯实基础】1.如图所示，两个带电小球 A、B 分别用细丝线悬吊在同一点 O，静止后两小球在同一水平线上，丝线与竖直方向的夹角分别为 、 ( )，关于两小球的质量 m1 、m 2
3、和带电量 q1 、q 2，下列说法中正确的是 A.一定有 m1q2C.可能有 m1=m2， q1=q2 D.可能有 m1m2， q1=q22.两个大小相同的小球带有不等量的电荷，它们相隔某一距离时，相互作用的库仑力大小为 F1现将两小球接触后又放回到原位置，它们之间相互作用的库仑力大小为 F2下列说法中正确的是 A.若 F1F2，则两小球原来所带电的电性一定相反21rqFBAO23.大小相同的两个金属小球 A、B 带有等量电荷，相隔一定距离时，两球间的库仑引力大小为 F，现在用另一个跟它们大小相同的不带电金属小球，先后与 A、B 两个小球接触后再移开，这时 A、B 两球间的库仑力大小 A.一定
4、是 F/8 B.一定是 F/4 C.可能是 3F/8 D.可能是 3F/44.半径为 r 的两个带电金属小球，球心相距 3r，每个小球带电量都是+q，设这两个小球间的静电力大小为 F，则下列式子中正确的是 A. B. 29kq29kC. D.r5rF5.如图所示，两根细丝线悬挂两个质量相同的小球 A、B当 A、B 不带电时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为 TA、T B使 A、B 带等量同种电荷时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小分别为 TA/、T B/下列结论正确的是 A.TA/=TA ，T B/ TB B.TA/=TA ，T B/ TB D.TA/ TA ，T B/ x1/4 D.x
5、2F 电 ，所以 NNF，故选 D.3、三个相同的金属小球 1、2、3 分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径球 1 的带电荷量为 q，球 2 的带电荷量为 nq，球 3 不带电且离球 1 和球 2 很远，此时球 1、2 之间作用力的大小为 F.现使球 3 先与球 2 接触，再与球 1 接触，然后将球 3移至远处，此时 1、2 之间作用力的大小仍为 F，方向不变由此可知()An3 Bn 4 Cn5 Dn6答案D5解析根据库仑定律，球 3 未与球 1、球 2 接触前，球 1、2 间的库仑力 Fk ，三nq2r2个金属小球相同，接触后电荷量均分，球 3 与球 2 接触后，球 2 和球
6、3 的带电荷量q2q 3 ，球 3 再与球 1 接触后，球 1 的带电荷量 q1 ，此时 1、2 间nq2 q nq22 n 2q4的作用力 Fk k ，由题意知 F F，即 n ，解得 n6.故nq2n 2q4r2 nn 2q28r2 nn 28D 正确4、如图所示，两个电荷量均为q 的小球用长为 l 的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上两个小球的半径 rl，k 表示静电力常量则轻绳的张力大小为 ()A0 B. C. D.kq2l2 2kq2l2 kql2答案B解析轻绳的张力大小等于两个带电小球之间的库仑力，由库仑定律知，F ，B 正kq2l2确5如图甲所示，直线上固定两个正点电荷
7、A 与 B，其中 B 带Q 的电荷量，C、D 两点将AB 连线三等分现使一个带负电的粒子从 C 点开始以某一速度向右运动，不计粒子的重力，并且已知该负电荷在 CD 间运动的速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示，则 A 点电荷的带电荷量为 ()AQ B 2Q C3Q D4Q答案D解析根据 vt 图象可知，该负电荷在 CD 间运动的速度逐渐减小，到 D 点时速度减为零，加速度为零，合外力也为零，根据库仑定律及平衡条件有 k k ，代入数qQAl 2AD qQl 2BD据，可得 QA4Q，选项 D 正确6第 3 节、电场强度1、电场： （1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质电场发生的，电荷的
8、周围都存在电场.特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性质量和能量.（2）基本性质：主要表现在以下几方面引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.2、电场强度(E)：由图 1.2-1 可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知，电场的强弱与小球带电和位置有关。引出试探电荷和场源电荷-（1）关于试探电荷和场源电荷注 意 ： 检 验 电 荷 是 一 种
9、理 想 化 模 型 ， 它 是 电 量 很 小 的 点 电 荷 ， 将 其 放 入 电 场后 对 原 电 场 强 度 无 影 响指出：虽然可用同一电荷 q 在电场中各点所受电场力 F 的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力 F 的大小还和电荷 q 的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱实验表明：在电场中的同一点，电场力 F 与电荷电量 q 成正比，比值 F/q 由电荷 q 在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值 F/q 来表示电场的强弱（2）电场强度定义：电场中某一点的电荷受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度，简
10、称场强用 E 表示。公式（大小）：E=F/q （适用于所有电场）单位：N/C 意义 P13提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反唯一性和固定性电场中某一点处的电场强度 E 是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q 无关，它决定于电场的源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.3、（真空中）点电荷周围的电场、电场强度的叠加（1）点电荷周围的电场大小：E=kQ/r 2 （只适用于点电荷的电场）方向：如果是正电荷，E 的方向就是
11、沿着 PQ 的连线并背离 Q；如果是负7电荷：E 的方向就是沿着 PQ 的连线并指向 Q(参见课本图 147)说明：公式 E=kQ/r2中的 Q 是场源电荷的电量，r 是场中某点到场源电荷的距离从而使学生理解：空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关（2）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和4、电场线（1）电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度的方向。（2）电场线的基本性质电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.电场线的疏密反映电场强度的大小(疏弱密强)
12、.静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断.任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)介绍各种点电荷电场线的分布情况。指出：电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。5、匀强电场(1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.(2)匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.常见电场的电场线电场 电场线图样 简要描述正点电荷 发散状负点电荷 会聚状等量同号电荷相斥状等量异号电荷相吸状匀强电场 平行的、等间距的、同向的直
13、线8【知能准备】1物质存在的两种形式： 与 2电场强度（1）电场明显的特征之一是对场中其他电荷具有 （2）放入电场中某点的电荷所受的静电力 F 跟它的电荷量 q 的 叫做该点的电场强度物理学中规定电场中某点的电场强度的方向跟 电荷在该点所受的静电力的方向相同（3）电场强度单位 ，符号 另一单位 ，符号 （4）如果 1 C 的电荷在电场中的某点受到的静电力是 1 N，这点的电场强度就是 3电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个场源点电荷 在该点产生的电场强度的 4电场线(1)电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线（或直线） 曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向(2)电场线的特点：电场线
14、从正电荷（或无限远处）出发，终止于无限远或负电荷 电场线在电场中不相交，这是因为在电场中任意一点的电场强度不可能有两个方向在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较 ，电场强度较小的地方电场线较 ，因此可以用电场线的 来表示电场强度的相对大小5匀强电场：如果电场中各点电场强度的大小 方向 ，这个电场就叫做匀强电场【同步检测】1下列说法中正确的是 ( )A电场强度反映了电场力的性质，因此场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比B电场中某点的场强等于 Fq，但与试探电荷的受力大小及电荷量无关C电场中某点的场强方向即试探电荷在该点的受力方向 D公式 EFq 和 EkQ / r 对于任何静电场都是适用的22下列说法中正确的是 ( )A只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B电场是一种物质，与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西9C电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D电场是人为设想出来的其实并不存在3在一个电场中 a、b、c、d 四个点分别引入试探电荷时，电荷所受到的电场力 F 跟引入电荷的电荷量之间的函数关系如图 13
